【摘要】： 聚焦技術是HIFU治療系統(tǒng)中最為關鍵的技術，聚焦效果是決定治療安全與成功的關鍵。分析計算不同情況下的聲聚焦特點，對提高實際治療效果具有重要意義。本文在綜述高強度聚焦超聲治療現(xiàn)狀和歸納聲波方程的基礎上，從兩個方面研究了HIFU治療系統(tǒng)中聲聚焦的影響因素。第一從聲波傳播的規(guī)律出發(fā)，采用Rayleigh積分研究了媒質特征對聲聚焦的影響。第二通過求解聲波的非線性方程—SBE方程，研究了聲的非線性效應對聲聚焦的影響。另外，還由Pennes方程對HIFU治療中聲聚焦與組織升溫及溫度分布規(guī)律的關系進行了定性分析。本論文的主要內容為： 1．歸納了聲波的一般方程并介紹了非線性聲學有關情況。首先，由粗略分析和精確考慮二階微小項，分別得出聲波的線性方程和非線性方程的一般形式。然后，介紹了非線性聲學的發(fā)展及其兩個典型方程：KZK方程、SBE方程，為聲場的計算提供了理論基礎。 2．關于媒質特性對聲聚焦影響的研究。由聲的波動本質，根據(jù)Huygens原理，以單一凹球面自聚焦聲源為例，使用Rayleigh積分計算并模擬了聲衰減系數(shù)、聲速、溫度等特性參數(shù)不同的媒質中聚焦超聲的聲場分布，得出單一特性對聲聚焦的影響。 3．關于超聲的非線性效應對聲聚焦影響的研究。采用Kamakura提出的球束方程(SBE)，以單一凹球面自聚焦聲源為例，計算并模擬了聲的非線性效應產生的各階諧波的聲場以及在不同媒質參數(shù)、聲源參數(shù)條件下的諧波分布，得出非線性效應在不同條件下對聲聚焦的影響。 4．對HIFU治療中溫度分布的定性分析。由Pennes方程定性分析了HIFU治療中影響溫度分布的主要因素，再次表明聲聚焦對治療的重要性。
【圖文】：

在超聲成像與醫(yī)療中，超聲波需要通過禍合媒質及不同的生物組織，媒質特性參數(shù)的不同會對超聲波的傳播和聚焦產生很大的影響。表3一1為水和幾種生物組織的特性參數(shù)，，計算結果如圖3一2、圖3一3所示。圖3一2為凹球面自聚焦聲源所發(fā)超聲波在不同媒質里的焦域圖。圖3一3為聲壓在聲軸方向上和幾何焦平面?zhèn)认蛏系慕孛鎴D。從圖中

聲源參數(shù)相同的條件下，選擇媒質的聲衰減系數(shù)分別為O、0.02、0.2、2惻加m書蛋龍)，其它特性都相同，如:聲速為1500而s，密度為溫度都為20。。，計算結果如圖3一4和圖3一5所示。佃氣一d8大二·側舊二)喲氣一加d8人恤·MHz)官爸nU君丫公 246稱之眾叻(c)“，.0二陽大的·MH名)z僅時的氣.2陽為瀚·MH幻它管享。63z仁時z仁時圖3一4聚焦超聲波在不同衰減系數(shù)媒質里的焦域比較
【學位授予單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：R312

【引證文獻】

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1 張培;基于空間域的超聲層析成像方法研究[D];中北大學;2012年

本文編號：2546229